為新型瀏覽器提供新程式碼,加快網頁載入速度

在本程式碼研究室中,改善這個簡單的應用程式效能,讓使用者能夠為隨機貓咪評分。瞭解如何盡量減少要轉譯的程式碼,藉此最佳化 JavaScript 套件。

應用程式螢幕截圖

在範例應用程式中,您可以選取特定字詞或表情符號,表達您喜歡每隻貓的數量。您只要按一下按鈕,應用程式就會在目前的貓咪圖片下方顯示按鈕的值。

測量

建議您先檢查網站,再加入任何最佳化做法:

  1. 如要預覽網站,請按下「查看應用程式」,然後按下「全螢幕」圖示 全螢幕
  2. 按下 `Control+Shift+J 鍵 (在 Mac 上為 Command+Option+J 鍵) 開啟開發人員工具。
  3. 按一下 [網路] 分頁標籤。
  4. 勾選「停用快取」核取方塊。
  5. 重新載入應用程式。

原始組合大小要求

這個應用程式使用超過 80 KB!現在該檢查套件的某些部分是否沒有使用:

  1. 按下 Control+Shift+P (或在 Mac 上為 Command+Shift+P) 開啟「Command」選單。 指令選單

  2. 輸入 Show Coverage 並點選 Enter,即可顯示「涵蓋範圍」分頁。

  3. 在「Coverage」分頁中,按一下「Reload」即可重新載入應用程式,同時擷取涵蓋範圍。

    重新載入程式碼涵蓋率應用程式

  4. 請查看使用了多少程式碼,以及主要套件載入多少內容:

    套裝組合的程式碼涵蓋率

沒有使用超過一半的套件 (44 KB)。這是因為許多程式碼都是由 polyfill 組成,以確保應用程式在舊版瀏覽器中也能運作。

使用 @babel/preset-env

JavaScript 語言的語法符合稱為 ECMAScript 或 ECMA-262 的標準。我們每年都會發布較新版本的規格,其中包含通過提案程序的新功能。每個主要瀏覽器永遠都處於支援這些功能的不同階段

應用程式使用下列 ES2015 功能:

還會使用下列 ES2017 功能:

歡迎深入瞭解 src/index.js 中的原始碼,瞭解這些資訊的使用方式。

您可在最新版本的 Chrome 中使用這些功能,但其他瀏覽器不支援這些功能嗎?應用程式內含的 Babel 是最常用來編譯程式碼的程式庫,其中含有較新語法的程式碼,讓舊版瀏覽器和環境能夠理解。做法有以下兩種:

  • 其中包含 Polyfill 用來模擬較新的 ES2015 以上版本函式,因此即使瀏覽器不支援這些函式,也能使用其 API。以下是 Array.includes 方法的 polyfill 範例。
  • 外掛程式可用來將 ES2015 程式碼 (或之後版本) 轉換成舊版 ES5 語法。由於這些是與語法相關的變更 (例如箭頭函式),因此無法使用 polyfill 模擬。

查看 package.json,瞭解內含哪些 Babel 程式庫:

"dependencies": {
  "@babel/polyfill": "^7.0.0"
},
"devDependencies": {
  //...
  "babel-loader": "^8.0.2",
  "@babel/core": "^7.1.0",
  "@babel/preset-env": "^7.1.0",
  //...
}
  • @babel/core 是 Babel 核心編譯器,如此一來,所有 Babel 設定都會在專案根目錄的 .babelrc 中定義。
  • babel-loader 在 Webpack 建立程序中加入 Babel。

現在請查看 webpack.config.js,瞭解 babel-loader 如何納入為規則:

module: {
  rules: [
    //...
    {
      test: /\.js$/,
      exclude: /node_modules/,
      loader: "babel-loader"
    }
  ]
},
  • @babel/polyfill 可為任何較新的 ECMAScript 功能提供所有必要的 polyfill,以便它們在不支援這些功能的環境中運作。已匯入 src/index.js. 的最上方
import "./style.css";
import "@babel/polyfill";
  • @babel/preset-env 會找出任何瀏覽器或環境做為目標的必要轉換和 polyfill。

請查看 Babel 設定檔 .babelrc 的說明,瞭解其包含的方式:

{
  "presets": [
    [
      "@babel/preset-env",
      {
        "targets": "last 2 versions"
      }
    ]
  ]
}

這是 Babel 和 Webpack 的設定。假如您要使用 Webpack 以外的模組組合器,請參閱這篇文章,瞭解如何在應用程式中加入 Babel。

.babelrc 中的 targets 屬性會識別目前指定的瀏覽器。@babel/preset-env 與瀏覽器清單整合,因此您可以在瀏覽器清單說明文件中,查看可用於這個欄位的完整相容查詢清單。

"last 2 versions" 值會將每個瀏覽器最後兩個版本應用程式中的程式碼進行傳輸。

偵錯

如要完整查看瀏覽器的所有 Babel 目標,以及所有包含的轉換和 polyfill,請在 .babelrc: 中加入 debug 欄位

{
  "presets": [
    [
      "@babel/preset-env",
      {
        "targets": "last 2 versions",
        "debug": true
      }
    ]
  ]
}
  • 按一下「工具」
  • 按一下「Logs」(記錄檔)

重新載入應用程式,然後查看編輯器底部的 Glitch 狀態記錄。

指定的瀏覽器

Babel 會將編譯程序的相關多項詳細資料記錄到主控台,包括已編譯程式碼的所有目標環境。

指定的瀏覽器

請注意,這份清單包含已停用的瀏覽器 (例如 Internet Explorer)。這是因為不支援的瀏覽器不會再新增新功能,而且 Babel 會繼續為這些瀏覽器的特定語法進行轉譯。如果使用者並非透過這個瀏覽器存取您的網站,軟體包的大小會因此而增加。

Babel 還會記錄一份使用的轉換外掛程式清單:

使用的外掛程式清單

這份清單太長了!這些是 Babel 需要使用的所有外掛程式,可將任何 ES2015+ 語法轉換成所有目標瀏覽器的舊版語法。

然而,Babel 不會顯示任何所用的特定 polyfill:

未新增任何 polyfill

這是因為系統正在直接匯入整個 @babel/polyfill

個別載入 polyfill

根據預設,將 @babel/polyfill 匯入檔案時,Babel 會包含完整 ES2015 以上版本環境所需的每個 polyfill。如要匯入目標瀏覽器所需的特定 polyfill,請在設定中新增 useBuiltIns: 'entry'

{
  "presets": [
    [
      "@babel/preset-env",
      {
        "targets": "last 2 versions",
        "debug": true
        "useBuiltIns": "entry"
      }
    ]
  ]
}

重新載入應用程式。現在可以看到所有包含的具體 polyfill:

匯入的 polyfill 清單

雖然現在只包含 "last 2 versions" 所需的 polyfill,但這仍是超長清單!這是因為目標瀏覽器「所有」新功能都會納入所需的折線。請將該屬性的值變更為 usage,只針對程式碼用到的功能加入需要的項目。

{
  "presets": [
    [
      "@babel/preset-env",
      {
        "targets": "last 2 versions",
        "debug": true,
        "useBuiltIns": "entry"
        "useBuiltIns": "usage"
      }
    ]
  ]
}

如此一來,系統就會視需要自動加入 polyfill。這表示您可以移除 src/index.js. 中的 @babel/polyfill 匯入項目

import "./style.css";
import "@babel/polyfill";

現在僅包含應用程式所需的 polyfill。

自動納入 polyfill 清單

應用程式套件的大小大幅縮減。

套件大小縮減至 30.1 KB

縮小支援的瀏覽器清單

瀏覽器目標數量仍很大,且許多使用者會使用已停用的瀏覽器 (例如 Internet Explorer)。請將設定更新為以下項目:

{
  "presets": [
    [
      "@babel/preset-env",
      {
        "targets": "last 2 versions",
        "targets": [">0.25%", "not ie 11"],
        "debug": true,
        "useBuiltIns": "usage",
      }
    ]
  ]
}

接著查看已擷取套件的詳細資料。

組合大小為 30.0 KB

由於應用程式規模很小,因此這些變更完全沒有太大差異。不過,建議您使用瀏覽器市佔率百分比 (例如 ">0.25%"),並排除您認為使用者並未使用的特定瀏覽器。詳情請參閱 James Kyle 的「最後 2 個版本視為有害」文章。

使用 <script type="module">

還有更多改進空間。雖然我們移除了許多未使用的 polyfill,但許多已出貨時,部分瀏覽器不需要使用。使用模組後,您就能直接編寫新的語法並傳送至瀏覽器,不必使用任何不必要的 polyfill。

JavaScript 模組是一項相對新功能,支援所有主要瀏覽器。您可以使用 type="module" 屬性建立模組,以定義從其他模組匯入和匯出的指令碼。例如:

// math.mjs
export const add = (x, y) => x + y;

<!-- index.html -->
<script type="module">
  import { add } from './math.mjs';

  add(5, 2); // 7
</script>

支援 JavaScript 模組的環境已支援許多新的 ECMAScript 功能,不需要使用 Babel。這表示您可以修改 Babel 設定,將兩個不同版本的應用程式傳送至瀏覽器:

  • 適用於支援模組的新版瀏覽器,且其包含的模組大部分未轉譯,但檔案大小較小
  • 包含較大譯版指令碼的版本,適用於任何舊版瀏覽器

搭配 Babel 使用 ES 模組

如要為兩個應用程式版本分別提供 @babel/preset-env 設定,請移除 .babelrc 檔案。您可以為各個應用程式版本指定兩種不同的編譯格式,將 Babel 設定加入 Webpack 設定。

請先將舊版指令碼的設定新增至 webpack.config.js

const legacyConfig = {
  entry,
  output: {
    path: path.resolve(__dirname, "public"),
    filename: "[name].bundle.js"
  },
  module: {
    rules: [
      {
        test: /\.js$/,
        exclude: /node_modules/,
        loader: "babel-loader",
        options: {
          presets: [
            ["@babel/preset-env", {
              useBuiltIns: "usage",
              targets: {
                esmodules: false
              }
            }]
          ]
        }
      },
      cssRule
    ]
  },
  plugins
}

請注意,系統會使用 esmodules 的值為 false,而不是使用 "@babel/preset-env"targets 值。也就是說,Babel 包含所有必要的轉換和 polyfill,可以指定每個尚未支援 ES 模組的瀏覽器。

webpack.config.js 檔案的開頭加入 entrycssRulecorePlugins 物件。這些都是在提供給瀏覽器的模組和舊版指令碼之間共用。

const entry = {
  main: "./src"
};

const cssRule = {
  test: /\.css$/,
  use: ExtractTextPlugin.extract({
    fallback: "style-loader",
    use: "css-loader"
  })
};

const plugins = [
  new ExtractTextPlugin({filename: "[name].css", allChunks: true}),
  new HtmlWebpackPlugin({template: "./src/index.html"})
];

同樣地,請為已定義 legacyConfig 的模組指令碼建立設定物件:

const moduleConfig = {
  entry,
  output: {
    path: path.resolve(__dirname, "public"),
    filename: "[name].mjs"
  },
  module: {
    rules: [
      {
        test: /\.js$/,
        exclude: /node_modules/,
        loader: "babel-loader",
        options: {
          presets: [
            ["@babel/preset-env", {
              useBuiltIns: "usage",
              targets: {
                esmodules: true
              }
            }]
          ]
        }
      },
      cssRule
    ]
  },
  plugins
}

主要差別在於,輸出檔案名稱使用 .mjs 副檔名。此處的 esmodules 值設為 true,表示輸出至此模組的程式碼是規模較小的編譯指令碼,這種指令碼不會進行此範例中的任何轉換,因為支援模組的瀏覽器已支援所有使用的功能。

在檔案最後,將兩項設定匯出成單一陣列。

module.exports = [
  legacyConfig, moduleConfig
];

現在,這會同時為支援該模組的瀏覽器建構較小的模組,並為舊版瀏覽器建構較大的轉譯指令碼。

支援模組的瀏覽器會忽略含有 nomodule 屬性的指令碼。相反地,不支援模組的瀏覽器會忽略含有 type="module" 的指令碼元素。這表示您可以加入模組和已編譯的備用項。在理想情況下,應用程式的兩個版本應位於 index.html 中,如下所示:

<script type="module" src="main.mjs"></script>
<script nomodule src="main.bundle.js"></script>

支援模組會擷取及執行 main.mjs 的瀏覽器會略過 main.bundle.js.,不支援模組的瀏覽器則會以相反方式執行。

請注意,與一般指令碼不同的是,模組指令碼一律會預設為延遲。 如果您希望一併延遲對等的 nomodule 指令碼,並且只在剖析後執行,就必須新增 defer 屬性:

<script type="module" src="main.mjs"></script>
<script nomodule src="main.bundle.js" defer></script>

此時,最後需要將 modulenomodule 屬性分別新增至模組和舊版指令碼,並在 webpack.config.js 最頂端匯入 ScriptExtHtmlWebpackPlugin

const path = require("path");

const webpack = require("webpack");
const HtmlWebpackPlugin = require("html-webpack-plugin");
const ScriptExtHtmlWebpackPlugin = require("script-ext-html-webpack-plugin");

現在請更新設定中的 plugins 陣列以包含此外掛程式:

const plugins = [
  new ExtractTextPlugin({filename: "[name].css", allChunks: true}),
  new HtmlWebpackPlugin({template: "./src/index.html"}),
  new ScriptExtHtmlWebpackPlugin({
    module: /\.mjs$/,
    custom: [
      {
        test: /\.js$/,
        attribute: 'nomodule',
        value: ''
    },
    ]
  })
];

這些外掛程式設定會為所有 .mjs 指令碼元素新增 type="module" 屬性,以及為所有 .js 指令碼模組新增 nomodule 屬性。

在 HTML 文件中提供模組

最後,還有一項步驟是將舊版和新型指令碼元素輸出到 HTML 檔案。很抱歉,建立最終 HTML 檔案的外掛程式 HTMLWebpackPlugin 目前不支援模組和 nomodule 指令碼的輸出內容。雖然有解決方法,也建立了獨立的外掛程式來解決這個問題 (例如 BabelMultiTargetPluginHTMLWebpackMultiBuildPlugin),不過本教學課程仍使用較簡單的方法手動新增模組指令碼元素。

請將以下內容新增至檔案末尾的 src/index.js 中:

    ...
    </form>
    <script type="module" src="main.mjs"></script>
  </body>
</html>

現在,在支援模組的瀏覽器 (例如最新版 Chrome) 中載入應用程式。

針對新版瀏覽器,透過網路擷取的 5.2 KB 模組

只擷取模組,套件大小更小,因為其主要未經轉譯!瀏覽器完全會忽略其他指令碼元素。

如果在舊版瀏覽器中載入應用程式,系統只會擷取內含所有必要 polyfill 和轉換作業的較大轉譯指令碼。以下螢幕截圖是針對舊版 Chrome (38 版) 提出的所有要求。

為舊版瀏覽器擷取 30 KB 指令碼

結語

您現在已瞭解如何使用 @babel/preset-env,只為目標瀏覽器提供必要的 polyfill。您也知道 JavaScript 模組如何傳送兩個不同轉譯版本的應用程式,進一步提升效能。瞭解這兩種技術如何大幅縮減套件大小後,接著即可立刻開始調整並進行最佳化調整!